混合动力汽车在行驶过程中能根据工况要求自动切换运行模式,模式切换过程中整车对发动机和电机的转矩需求变化明显,由于发动机与电机的转矩响应速度不同和离合器或制动器自身非线性特性的影响,若在模式切换过程中控制不当,会直接导致动力系统输出端转矩大幅度波动,并产生冲击,从而影响车辆的行驶平顺性。针对混合动力轿车匹配了动力电机、动力电池等新总成和新驱动模式从而导致振动噪声更复杂的问题,研究了混合动力轿车整车振动噪声控制的关键技术。在阐述汽车振动噪声控制原理的基础上,分析了混合动力轿车的结构特点,从振动噪声激励源、结构模态分布、传递路径、评价工况等多个角度阐述了混合动力轿车振动噪声控制的方法,并介绍了某国产混合动力轿车在产品开发中NVH问题的分析和解决途径,为今后混合动力轿车产品开发的振动噪声性能控制提供了比较清晰的技术方向。目前,混合动力轿车研究开发的重点是动力系统的集成和控制,以及动力系统关键部件的开发,对于其振动和噪声的研究尚未引起重视。从产品开发的角度来说,对产品的NVH性能进行正向设计,即在产品开发初期就对NVH性能进行设计与控制,并在产品开发中不断完善,使之达到较好的振动噪声水平,才能避免在产品开发后期甚至是产品上市后为解决振动噪声问题而产生的高成本、长周期且大难度的结构调整。实际上,相对于传统车,混合动力轿车增加了驱动电机、起动电机、执行器、动力电池组等新总成和零部件,而且在各汽车厂家中混合动力轿车尚处于开发阶段,因此混合动力轿车带来了更多的振动噪声问题。另外,即使在电动行驶状态下,混合动力轿车也不一定处于低的噪声水平,或者虽然噪声值降低但并没有获得满意的声音品质。因此,本文在阐述汽车减振降噪原理的基础上,分析了混合动力轿车自身结构特点和振动噪声特性。并以某自主品牌混合动力轿车为例,介绍了其产品开发中的振动噪声问题及分析、解决方法,为今后混合动力轿车产品开发的振动噪声性能控制提供了较清晰的工作方向。从振动噪声的产生机理来看,一个汽车NVH问题总可以简化成“源-路径-接受点”这样的系统模型。因此,振动噪声控制方法主要通过3种途径:①消除或减弱声源、振源的激励;②控制振动噪声传递路径,使振动噪声在传递过程中受到阻断或削弱;③对目标点的振动噪声采取控制措施。激励源控制是对振动噪声源自身从结构上进行改进,使其输出的激励幅值得到降低或激励成分发生改变。一方面,要控制激励源的扰动,通过改进激励源的设计和提高制造加工装配精度,使其振动噪声达到最小。另一方面,改变激励源自身结构,通过局部加筋、优化质量分布、调整激励频率等措施,使其结构固有频率与激励频率相错开以避开共振,从而使振动噪声降低。传递路径控制是解决汽车振动噪声问题中最常用的方法。振动噪声传递路径控制的方式有很多,如隔振控制、阻尼控制、吸声控制、隔声控制等,其根本原理就是在振动噪声传递路径上施加减振元件、隔声吸声材料等措施来消除或削弱传递到接受点的激励能量,从而达到减振降噪的目的,应针对不同激励原理采用不同的控制方式。当振动噪声无可避免地传递给接受点时,出于保护接受点的目的,应对接受点的振动噪声进行控制。常见的施加在接受点上的振动噪声控制措施仍离不开隔振(此时称为消极隔振)、隔声、吸振等减振降噪方法,如在方向盘内施加动力吸振器结构从而消除方向盘的抖动情况。
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